Enseignement HSE : M2
Le Master HSE est organisé sur 2 ans.
La deuxième année permet de développer l’analyse des hydrosystèmes complexes et d’aborder des cas concrets sous forme de projets.
Semestre 3
Bloc « Systèmes Hydrogéologiques II »
HYDROGÉOLOGIE APPLIQUÉEMODÉLISATION EN SCIENCES DE L’EAUHYDROGÉOPHYSIQUETELEDETECTION ET RESSOURCES EN EAU
Ce cours s’appuie sur les enseignements d’hydrogéologie dispensés au semestre 1. Il vise à montrer comment se déroule une analyse hydrogéologique dans les systèmes complexes et discontinus : aquifères côtiers et insulaires, aquifères volcaniques, aquifères profonds, réservoirs fracturés dans les environnements carbonatés et environnement de socle (genèse, bilan d’eau et fonctionnement, prospection). Complément méthodologique sur le traçage isotopique et la datation : modèles de transferts isotopiques (utilisation des chroniques d’isotopes stables pour déterminer le temps moyen de résidence des eaux dans des nappes) et datation à partir des isotopes radioactifs pour différentes gammes d’âge en complément du cours de M1.
Généralités sur les modèles (Définition d’un modèle, Construction/conception d’un modèle, Qualités attendues pour un modèle (critères de qualité)), les modèles dans le domaine de la gestion des ressources en eau (hydrologie et hydrogéologie) (Typologie des modèles, Les types de modèles rencontrés selon les domaines /champs d’application, vocabulaire lié à la modélisation, Couplage entre la modélisation hydrologique et la modélisation hydrogéologique)
Modélisation hydrogéologique : connaissance et maitrise des outils de modélisation pour lire et critiquer un résultat de modélisation, expliquer l’importance des conditions aux limites, décrire les modalités de l’utilisation des mesures, expliquer le principe du calage.
Modélisation hydrologique : Spatialisation des pluies, Hydrogramme unitaire, Ajustements statistiques, méthode du Gradex.
TP : développement d’un modèle de nappe sous tableur
Projet : Etude d’un cas concret sous ModelMuse
Projet : Reconstruction d’une crue et détermination de son temps de retour
Les projets sont préparés par un traitement des données sous SIG : Approfondissement des notions vues en M1 et travail sur projet : 1) intégration de données géographiques (utilisation du géocatalogue et des serveurs OGC, bases de données postGis), 2) traitements avancés sur les données raster (surfaces dérivées des MNT, interpolation de données ponctuelles, extraction des réseaux hydrographiques et bassins versants, outil d’analyse GRASS).
Géophysique appliquée à l’hydrogéologie. Méthodes électriques, électromagnétiques, sismiques, gravimétrie et la résonance magnétique des protons. Choix des méthodes selon la problématique posée, limites et contraintes d’application, avantages et inconvénients de chacune des méthodes, coût d’opération et rentabilité. Les TD d’application seront réalisés sur le terrain, dans différents cas de figures hydrogéophysiques, avec application des méthodes adéquates (notamment électriques et électromagnétiques) dont les résultats seront par la suite traités et interprétés en terme hydrogéologique.
Les « objets » hydrogéologiques sont étudiés dans le cadre de leur environnement global : zone non saturée, contexte territorial. Bases de l’analyse quantitative des territoires (structure et flux) : processus en jeu, facteurs concernés, méthodologies de mesures (outils, résolution), méthodes de calcul (modèles) ainsi que les limites et la progression des connaissances (questions où la technologie est en constant renouvellement).
Télédétection : Bases physiques de la télédétection et quantification des variables bio-géophysiques observables. Procédures de correction géométriques et atmosphériques des images de télédétection. Les TD permettent d’aborder le problème des traitements des images de télédétection (corrections géométriques, correction radiométrique, classification supervisée). Exemples concrets, notamment tirés de la recherche actuelle à EMMAH. Ce contenu concerne aussi bien la surface (partie superficielle sol-plante-atmosphère : télédétection) que la subsurface (sol-sous sol : géophysique de surface).
Bloc « Protection des eaux et des sols »
Connaissance de la chimie des polluants (Définitions typologie des pollutions, types de polluants), et des techniques de dépollution. Visite d’un site massivement pollué en bordure de Durance (présentation de la barrière hydraulique) et mesures/prélèvements/observations hors site. Les étudiants bénéficient d’une large base de données environnementales (données qualitatives et quantitatives sur les eaux souterraines, eaux de surface et données ecotoxicologiques).
Intervention d’un représentant de l’INERIS (Institut national de l’environnement industriel et des risques) sur les industries (ICPE) et les sites pollués (réglementation et méthodologie, travaux en cours au niveau du Ministère, impact sur sols et eaux et gestion). Une attention particulière est portée sur les liens entre les méthodologies et réglementations en cours, et les enseignements théoriques dispensés dans le cadre d’autres cours d’hydrogéologie, d’hydrogéochimie, etc.).
Hydrodynamique dans les sols : Ce cours s’appuie sur les enseignements dispensés au semestre 2 dans la partie agro hydroscience. Il s’agit de présenter et expliciter l’équation de Richards, montrer les conditions de sa résolution, présenter des approches simplifiées et introduire la modélisation 1D (TP sur ordinateur). Transferts et réactivité : Couplages entre transferts, biotransformations et réactivité géochimique abiotique : échelles d’espace et de temps. Monographies sur trois problématiques : devenir du carbone et de l’azote, mobilisations / immobilisations d’éléments métalliques, dégradation des substances organiques xénobiotiques. Modélisation mathématique. Exemples de problématiques environnementales : épandages d’effluents d’agro-industries, biodécontamination de sites pollués en hydrocarbures. Les TP traiteront entre autres de : infiltration et drainage en lysimètre ou colonne de sol, bilans d’azote et gestion des résidus organiques, modèles de gestion de l’irrigation et de la fertilisation, simulation du devenir d’un xénobiotique organique, anaérobiose dans les sols et mobilisation de métaux, méthodes de mesures du pH du sol : pH (eau), pH (0.01 caCI2), pH (KCI).
Bloc « Ecoles de terrain »
Ecole de terrain à Evian dédiée à la gestion et la protection d’une ressource aquifère : projet de terrain, conférences, visites. Processus hydrogéologiques et vulnérabilité d’un système aquifère exploité pour la commercialisation d’une eau minérale.
Ecole de terrain organisée sur le site de l’INRA d’Avignon. 5 journées thématiques sont dédiées à l’étude de la recharge des aquifères peu profonds dans les secteurs anthropisés (mécanismes d’infiltration, effet de l’occupation du sol sur le stockage de l’eau, estimation spatialisée de l’évapotranspiration, dynamique de la nappe). Ces travaux sont préparés, suivis et organisés en coordination avec les collègues INRA de l’UMR EMMAH qui apporteront compétences, données et matériel expérimental complémentaire.
Semestre 4
1) Élaboration portefeuille de connaissances et compétences communes par spécialité, Exercice offre de service. Chaque étudiant présente son offre ¼ h devant les autres, Simulations individuelles entretien de recrutement (1/2 h / étudiant)
2) Montage de projet/étude
Lettre d’intention, réponses aux appels d’offres, normes des AO, démarche commerciale, avant projet, CCTP, …
3) Déroulement de l’étude
Organisation du travail, logistique, gestion du personnel et répartition des tâches, planification, coût.
4) Législation et cadre réglementaire dans la gestion et la protection des ressources en eau.
- En entreprise ou dans une structure de recherche
- Durée de 20 à 32 semaines
Intervenants professionnels: Agence de Eau RMC, Eubage Environnement, DDT Vaucluse, Burgeap.
Terre et Eau
Avignon Université
Département d’Hydrogéologie
Campus Jean-Henri Fabre
301 Rue Baruch de Spinoza
BP 21239
84916 Avignon
